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    [技术]FRED应用:准直透镜模拟与优化 [复制链接]

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    离线infotek
     
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 pDYJLh-C  
    mv#hy  
    本文您将会学到如下内容: UimofFmI%  
    透镜基本参数输入; 6pSTw\/6  
    优化变量与评价函数设定; ~##FW|N)  
     优化; 1KrJS(.  
     照度分析; ,mHUo4h1O  
    f,E7eL@  
    2. 操作流程 ;5L^)Nyd  
    ye=4<b_  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 YC8IwyL'  
    \QC{38}  
    &z1U0uk  
    d4BzFGsW  
    2) 创建透镜 5 ,-8oEUL  
    O^=+"O]  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens D-LOjMe  
    hHmm(~5gR  
    gN />y1{a  
    7@>/O)>(AS  
    3) 输入透镜参数 ~WTkX(\  
    )dX(0E4Td/  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; !hZ: \&V  
    ~a[ /l  
    (m,H 5  
    -$o0P'Vx  
     19]19_-  
    将第二面的圆锥系数改为-1 Pb>/b\&JS  
    ?R#$ c]  
    4) 创建LED光源 0y,w\'j  
    3sdL\  
    x1#>"z7  
    光源类型为Random plane ; rkR5>S( 2M  
    光线数为10000; C 5gdvJN  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ciN\SA ZY  
    形状选为椭圆; {CI4AT!?W  
    PBb&.<   
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. p__wBUB  
    半径选择60度 DbH;DcV7  
    类型选择 Lambertian $Q8 &TM}E  
    形状选择 Elliptical v;e8W9M  
    I:iMRvp  
    波长选择默认默认波长 8!Wh`n<  
    Power默认为1 watts X2Z)> 10  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm bg-/ 8,  
    z``wqK  
    6 Ln~b<I  
    LED光源设定办法 ap}p?r  
    3r kcIVO  
     A\Ib  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) !`I@Rk]`c  
    Pn OWQ8=  
    N7J?S~x  
    波长设定,颜色选为绿色 A)sYde(  
    WV$CZgL  
    lUs$I{2_  
    功率设定(在Power units选择Watts) ulIEx~qP  
    h9ScN(|0y  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane dJ6fPB|k  
    Yu3S3aRE  
    W]ca~%r  
    创建平面探测器(plane) Tl2t\z+ps  
    %|(c?`2|  
    (~^fx\-S  
    @h{|tP%"  
    6) 创建分析面 k(dakFaC^  
    hvw9i7#  
    ~< bpdI0  
    WZNq!K H  
    光线滤光器设置 Cr7Zi>sd<!  
    edp I?  
    7) 执行光线追迹 \s5Uvws  
    A%.mIc.  
    o2ggHZe/=@  
    J/4T=:\  
    >5~#BrpwG  
    $gBQ5Wd  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 S"Cz. bv  
    QE(.w dHP  
    :'Qiwf&  
    8) 优化设定 _ Ncbo#G  
    [v"Z2F<.=  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ;yt6Yp.6e  
    SU~a()"  
    LBK{-(%  
    >s{I@#9  
    .r<a Py$  
    定义变量
    ':wf%_Iw  
    |qUGB.Q  
    nTqU~'d'  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) Pqomi!1  
    ^Qs}2%  
    MuY:(zC%  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 'K,\  
    q`<:CfCt  
    9) 优化 yV{B,T`W  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 c1'@_Is  
    l'+3 6  
    wGArR7r  
    |RiJ>/ MK\  
    QO'Hyf t  
    优化结束后会弹出如下报告 i?6&4  
    uDDa >Ka#+  
    i<Vc~ !pT  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 +FT c/r  
    9*)&hhBs,  
    10) 光线追迹与结果分析 6Xvpk1  
    _ >OP  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    pr0X7 #_E5  
    7]h%?W !  
    OM\J4"YV$  
    t}q e_c  
    优化后透镜的面型如下: ;28d7e}  
    透镜渲染效果
    3B&A)&pEO  
    F(G..XJQ  
     
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